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一、生物探究
【例1】　人们称光合作用是“地球上最重要的化学反应”。某兴趣小组对光合作用进行进一步探究。
【提出问题】不同颜色的光对植物光合作用强度是否有影响？
【实验探究】
①取三个相同的无色透明玻璃瓶，设置A、B、C三组实验，分别加入等量且适量的新鲜菠菜叶片和CO2缓冲液(维持瓶中CO2含量稳定)。
②分别在导管中注入一滴红墨水，塞上橡皮塞，关闭活塞，控制红墨水初始位置相同。
植物的光合作用和呼吸作用的探究
③分别将装置放在相同强度的红光、绿光和黄光下照射(如图所示)。
④光照相同时间后，红墨水均向左移动，测得红墨水移动的距离分别为l红、l绿、l黄，且l红＞l黄＞l绿，多次重复实验后，结果相同(忽略温度对实验的影响)。
【得出结论】__________________________________________________________
_________________________________。
A B C D
不同颜色的光对植物光合作用强度有影响，红光、黄光、绿光对
光合作用强度的影响依次减小
【交流拓展】
(1)实验中通过比较_____________________来比较不同颜色的光对植物光合作用强度的影响。
(2)为进一步得出光合作用强度，设置了实验D，将相同装置放于黑暗环境中，其他条件不变，测得红墨水移动的距离为l暗。
①装置D中红墨水向_______(填“左”或“右”)移动。
②实验中红光条件下，光合作用的强度值可表示为____________(用l红和l暗表示)。
A B C D
红墨水移动的距离
右
l红＋l暗
1．某校科学课外实验小组的同学们学习了绿色植物的光合作用后，对科学家塞尼比尔的实验非常感兴趣，因为其实验装置能巧妙地收集金鱼藻光合作用释放的气体。于是他们设计并进行了如下实验。
取生长旺盛、大小基本一致的两枝金鱼藻(一种水生植物)，分别放入盛满25 ℃清水的两个玻璃缸中；用短颈漏斗分别反扣住水中的金鱼藻，再往漏斗颈上分别反扣一支装满25 ℃清水的试管，迅速用不透光的纸盒将乙装置罩住；把两个装置同时放在同一适宜环境中，光照数小时，如图所示。
请你仔细分析上述实验并回答下列问题。
(1)该实验探究的变量是______________________。
(2)同学们用即将熄灭的竹签检验甲装置试管中收集到的气体，竹签立刻重新燃烧起来。联系实验过程，你认为该小组能够得出哪两个结论？
________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)为使实验结果更加可靠，你建议同学们怎么做？_________________。
(4)上述实验结束后，你认为该装置还可用于探究哪些与光合作用有关的问题？(可增、减、更换部分材料和器具)____________________________________________
_______________________________________________(答出一个即可)。
光(或光照、阳光)
①氧气是光合作用的产物(或金鱼藻在光下释放了氧气)；②光是光合作用不可
缺少的条件(或金鱼藻只有在光下才能够产生氧气)
进行重复实验
水温影响金鱼藻的光合作用吗[或水中通入二氧
化碳(加入碳酸氢钠)会影响金鱼藻的光合作用吗]
2．某科学兴趣小组设计了如图1所示的3套实验装置进行“看得见的呼吸作用”实验。
甲：在暗处放置1晚上后，将袋中气体缓慢挤入烧杯进行观察。
乙：利用澄清石灰水和琼脂制成氢氧化钙平板，置于培养皿中。平板的左侧植入3颗萌发的绿豆种子，右侧植入3颗灭活的绿豆种子，3～4小时后观察到左侧种子周围出现白色晕圈，而右侧不变色。
丙：利用溴麝香草酚蓝(BTB)和琼脂制成BTB平板，置于培养皿中。平板的左侧植入3颗萌发的绿豆种子，右侧植入灭活的3颗绿豆种子，10分钟后观察到实验现象。BTB是一种酸碱指示剂，变色范围如图2所示，琼脂呈中性。
(1)实验甲中菠菜用黑塑料袋套着放在暗处，原因是防止植物光合作用产生的_________对实验造成影响。
(2)实验乙左侧种子周围出现白色晕圈的原因是_______________________________
__________________________________________________________________。
(3)请你预测，实验丙中将观察到的实验现象是_______________________________
_____________________。
氧气
左侧萌发的绿豆种子产生二氧化
碳，与氢氧化钙反应产生白色碳酸钙，致种子周围出现白色晕圈
左侧种子周围颜色由绿色变为黄
色，右侧保持绿色
【例2】　(2024，温州模拟)酶是生物体内各种化学反应的催化剂，它的活性会受到多种外界因素的影响。在探究了pH对酶催化作用的影响实验后，科学兴趣小组的同学继续对其他因素进行了探究。
【实验材料和用具】新配制的质量分别为1%的淀粉酶溶液、质量分数为1%的可溶性淀粉溶液、碘液、试管、温度可调的水浴锅、烧杯、温度计等。
【实验步骤】
①取6支试管，分别标号为A～F，在A、B、C三支试管中各加入2 mL1%的淀粉溶液，D、E、F试管中各加入1 mL1%的淀粉酶溶液。
②将A、D试管放入温度为0 ℃的水浴锅中，B、E试管放入温度为37 ℃的水浴锅中，C、F试管放入温度为70 ℃的水浴锅中，各10 min。
关于生物酶的探究
③待温度稳定后，将D倒入A，E倒入B，F倒入C，混合均匀后，将A、B、C依次放入0 ℃、37 ℃、70 ℃的水浴锅中10 min。
④向A、B、C三支试管中分别加入1滴碘液，观察颜色变化。
【实验结论】温度为37 ℃时淀粉酶的活性最强。
请回答下列问题：
(1)支持小组同学得出“温度为37 ℃时淀粉酶的活性最强”的结论的实验中证据应该是_______________________________________。
(2)实验时，就实验的顺序问题小组内的同学发生了分歧：甲同学认为应先将淀粉酶和淀粉预处理到相应的温度再混合，乙同学认为先混合和先预热都没关系。你同意谁的意见？并说明理由。_____________________________________________
_____________________________________。
(3)该小组想要证明淀粉酶因温度过高失去活性后不能恢复，需要增加的实验及预测的结果是_____________________________________________________________
_________________。
B试管中不变蓝，A、C试管中呈蓝色
甲同学；若先混合会使淀粉酶没有达到预设温度
就开始催化分解淀粉，结果不准确
将C试管温度恢复到37 ℃，5分钟后观察溶液颜色，预测试管中溶
液仍为蓝色
3．(2024，台州三模)英国《自然·通讯》杂志发表的论文研究表明蜡虫的唾液酶能促进塑料聚乙烯降解。因此某同学对蜡虫的唾液酶促进塑料降解作用的影响因素进行研究，重复实验多次，实验结果都相同。
(1)为了探究酸性条件对蜡虫的唾液酶促进塑料降解作用是否有影响，表中“▲”处应该填_________________。
(2)将三支试管分别放入25℃的水浴中的原因是__________________________________
________。
组别 A B C
试管中一次加入的物质 2 mL蜡虫唾液 2 mL蒸馏水 2 mL蜡虫唾液
▲ 1 mL蒸馏水 1 mL5%盐酸溶液
10 g聚乙烯塑料 10 g聚乙烯塑料 10 g聚乙烯塑料
水浴10分钟 25℃ 25℃ 25℃
相同时间内塑料减少的质量/g m1 m2 m3
1 mL蒸馏水
蜡虫的唾液酶在此温度下催化效率
最高
(3)若本研究表明在酸性条件下，蜡虫的唾液酶对塑料分解作用的效果更好，则本实验的结果是__________________。
(4)蜡虫的唾液酶能促进聚乙烯降解，该同学认为应该大量培养繁殖蜡虫来降解自然界中的聚乙烯塑料。请问你是否支持他的观点？请说明理由。
_____________________________________________________________。
m2＜m1＜m3
不支持；因为蜡虫的数量过多，会影响其他生物的生存
【例3】　(2023，嘉兴)酵母菌在无氧环境下将有机物分解成酒精与二氧化碳。酵母菌无氧呼吸产生的酒精会对其造成伤害，从而抑制其呼吸作用强度吗？为此，科学小组的同学进行了如下探究活动。
【提出假设】酒精对酵母菌的无氧呼吸有抑制作用，且浓度越高抑制作用越大。
【实验器材】烧杯6个，气球6个，酵母菌培养液，体积分数分别为20%、40%、60%、80%的酒精，蒸馏水，量筒，刻度尺等。
【实验原理】装置如右图所示，气球的体积会因酵母菌的
无氧呼吸而变大，从而导致烧杯中的液面上升，根据单位
时间内液面上升的高度反映酵母菌无氧呼吸的强度。
关于微生物的探究
【实验过程】①将6个气球分别编号，向1号气球中加10 mL已灭活的酵母菌培养液，其余气球中分别加入含有等量酵母菌的培养液10 mL。
②在1、2号气球中加入10 mL蒸馏水，3至6号气球中分别加入10 mL不同浓度的酒精，然后将6个气球分别置于对应编号的6个烧杯中，保温一段时间，将观察结果记录于表中(忽略酒精蒸发)。
设置第2组实验的目的是______________。
实验设置 装置编号
1 2 3 4 5 6
酵母菌培养液 10 mL加热灭活 10 mL 10 mL 10 mL 10 mL 10 mL
不同浓度的酒精 蒸馏水 蒸馏水 20% 40% 60% 80%
液面上升的高度
进行对照
【预期结果】若假设成立，则1号烧杯内的液面不变；2至6号的液面高低情况是______________。
【实验反思】①由于开始时气球中存在一定量的氧气，酵母菌首先进行有氧呼吸，有氧呼吸时消耗的氧气与产生的二氧化碳体积相同。那么，酵母菌的有氧呼吸会对实验结论产生影响吗？_________________。
②实验中必须让气球处于浸没状态，但随着气球的膨胀，气球会露出水面，从而影响实验结果。为防止气球露出水面，装置的改进方法是_____________________
___________。
依次降低
不产生影响
在气球下方系一个
金属块
4．网红食品螺蛳粉的重要配菜是酸笋。腌制酸笋时常加入食盐，为探究食盐含量对酸笋发酵和保存的影响，小金设计并进行了以下实验。
(1)在发酵过程中起主要作用的微生物是乳酸菌，因此第三步的合理处理方式是__________(填“密封”或“敞开”)。实验中使用的乳酸菌和新鲜竹笋在细胞结构上最主要的区别是_______________________________。
第一步 将新鲜竹笋洗净，切丝
第二步 A组 B组 C组
食盐含量1% 食盐含量7% 食盐含量12%
第三步 对发酵罐进行合理处理，其他条件相同且适宜
实验结果 第3天酸化；
第11天出现腐臭 第11天酸化；
第30天出现腐臭 酸化不明显；
第60天出现腐臭
密封
乳酸菌没有成形的细胞核
(2)在实验结果中三组均出现腐臭现象，你认为可能的原因是___________________
_________________。(写出一条即可)
(3)根据实验结果分析得出结论后知道：我们在酸笋腌制过程中，可采用________组中设置的食盐含量让笋迅速酸化。酸化后再采取合理措施延缓酸笋腐败。
其他细菌、真菌在
竹笋中迅速繁殖
A
1．(2024，宁波模拟)小周对“探究光照强度对光合作用的影响”进行实验改进，以绿萝作为实验材料，选择7 W的LED白光灯管作为光源。实验中选择日常生活中易得的盘架作为主体装置，将此盘架和圆形透明亚克力板结合，将LED灯管固定于盘架上方，形成如图所示装置。选择长势良好且一致的绿萝叶片，利用打孔器制备直径为1 cm的叶圆片若干，之后利用注射器对叶圆片进行抽真空处理。将等量叶圆片分别放入三个烧杯中，再将三个烧杯分别置于不同层面的亚克力板上(烧杯上下互不遮挡)。经30分钟后得到下表所示实验数据。
光强 第一片叶圆片上浮时间 所有叶圆片上浮时间
高 2 min56 s 11 min25 s
中 6 min51 s 14 min51 s
低 11 min37 s 24 min09 s
(1)该实验通过测定___________________，来判断光合作用强度。
(2)上述实验结果可以得出的结论是_________________________________________
_______________。
(3)若想要探究光的颜色对光合作用强度的影响，可以怎样改进？(写出需要调整的量和需要控制的量即可)________________________________________________。
叶圆片上浮时间
在一定范围内，光合作用强度随光照强度的
增强而增强
控制烧杯与灯的距离相等，多次调整灯的颜色
2．为了探究小麦种子萌发时是否进行有氧呼吸，小黄利用如图所示的实验装置及材料进行实验。
(1)向装置甲中A烧杯倒入20 mL的氢氧化钠溶液，装置乙中B烧杯倒入______________。
(2)若不考虑外界因素的影响，如果小麦种子萌发时进行有氧呼吸，小黄预测实验可能出现的现象是_________________________________________________________。
(3)装置放置较长时间后，小黄发现装置乙红色液滴明显右移，若不考虑温度的影响，小黄猜测可能的原因是______________________________________________________
______________。
20 mL蒸馏水
装置甲中的红色液滴左移，装置乙中的红色液滴不移动
装置乙中的氧气消耗完后，小麦种子进行无氧呼吸，释放
二氧化碳
3．(2024，杭州拱墅区二模)流行性乙型脑炎(简称乙脑)是由乙脑病毒引发的传染病。科研人员对乙脑减毒活疫苗和乙脑灭活疫苗的免疫效果进行如下研究。
【实验1】取120只大小、生理状况一致的健康小鼠均分为6组。按下表所示注射物对小鼠进行皮下注射，获得免疫小鼠；几天后，每组选取10只小鼠抽取血清进行稀释，测量达到标准抗原—抗体反应效果的血清稀释倍数(血清稀释倍数越大，表示免疫效果越好)，以此反映小鼠体内的抗体水平。
组别 注射物 血清稀释倍数(平均值)
A组 乙脑减毒活疫苗 原液 40
C组 104倍的稀释液 10
B组 103倍的稀释液 10
D组 105倍的稀释液 ＜10
E组 乙脑灭活疫苗原液 40
F组 不做处理 ＜10
(1)该实验的变量为_______________和不同稀释倍数的减毒活疫苗。
(2)分析表中数据，可得出的结论是____________________________________________
________________________________________(写出一点)。
【实验2】研究人员取每组剩余10只免疫小鼠进行实际免疫效果的测定。测定时，将乙脑病毒注射入小鼠体内，观察14天，记录小鼠的存活数量，结果如图所示。
(3)科研人员推测：乙脑减毒活疫苗相较乙脑灭活疫苗，
还存在除产生抗体外其他的增强免疫能力的机制，其证
据是_____________________________________________
_______________________________。
【结论】由上述研究可知，两种乙脑疫苗进入小鼠体内，
都能够刺激机体启动_________(填“非特异性”或“特异
性”)免疫，注射____________________(填“乙脑减毒活疫苗”或“乙脑灭活疫苗”)更有利于提高机体对乙脑病毒的免疫力。
疫苗的种类
两种疫苗都有一定免疫效果，且随着乙脑减毒活
疫苗稀释倍数的增加，免疫效果变差
A组和E组血清中抗体水平一致，但A组小鼠的存
活率比E组小鼠的存活率要高
特异性
乙脑减毒活疫苗
4．(2024，杭州三模)运动是能有效促进生长激素分泌的因素。兴趣小组用某品种小鼠做了如下实验：
①取若干只健康、生长发育迅速的45日龄雄性小鼠，随机分成甲、乙、丙、丁四组。
②所有小鼠均自由饮食饮水，在跑台(小动物跑步运动训练)上做适应性运动2天。
③将跑台统一调至25 m/min的速度，甲组保持静止、乙组运动15 min、丙组运动30 min、丁组运动60 min。
④运动结束即刻给小鼠采血，测量小鼠血清中生长激素含量，求每组的平均值并进行分析。
组别 样本 运动形式 运动速度/(m/min) 运动时间/min 血清中生长激素平均含量/(ng/mL)
甲组 20 正常饮食饮水，不做跑台运动 5.3
乙组 20 跑台运动 25 15 15.75
丙组 20 跑台运动 25 30 25.17
丁组 20 跑台运动 25 60 21.23
(1)以上实验基于的实验目的是_____________________________________________
_________。
(2)实验中甲组起_________作用。
(3)根据上表中的数据，可得出的结论是_____________________________________
____________________________。
(4)基于以上实验结果，请你对青少年的运动提出一个合理化建议：_____________
_____________________________________________________________________。
探究不同运动时间对小鼠血清中生长激素分泌的
影响
对照
运动能有效促进生长激素的分泌，其中
中等强度的运动效果最佳
青少年每天进
行至少30分钟的中等强度运动，但也要注意避免过度运动，以免造成身体负担
5．(2024，杭州钱塘区一模)为探究无机盐对植物生长发育的影响，小塘开展了如下实验：
①选取9株生长状况基本相同的青菜幼苗，将它们的根从土壤中挖出后，用蒸馏水洗净上面的附着物；吸干根表面的水分后，称取每株青菜幼苗的质量并记录。
②将处理好的青菜幼苗均分为A、B、C三组，A组青菜幼苗的根放入盛有土壤浸出液的容器中，B组放入盛有无土栽培营养液的容器中，C组放入盛有蒸馏水的容器中，三种培养液等量且足量，青菜幼苗的根部分露出液面。
③在相同且适宜的环境条件下培养10天后，取出青菜幼苗；吸干根表面的水分后，再次称取每株青菜幼苗的质量并记录。
④计算每株青菜幼苗质量增加的比例，并求得每组的平均值，结果如表所示。
分析并回答问题：
(1)步骤①中，用蒸馏水洗净根上的附着物，其目的是_________________________
_____________。
(2)步骤②中，根部分露出液面，有利于根的_________作用。
(3)拟通过分析每组“青菜幼苗质量增加比例”的平均值来得出实验结论，其好处是_______________。
组别 培养液 青菜幼苗质量增加比例
植株① 植株② 植株③ 平均值
A 土壤浸出液 62% 52% 57% 57%
B 无土栽培营养液 88% 63% 62% 71%
C 蒸馏水 33% 38% 40% 37%
避免土壤携带无机盐，影
响实验结果
呼吸
减少误差
(4)从实验结果看，B组生长最快，原因是___________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
植物的生长需要无机盐，蒸馏水中缺
乏无机盐，土壤浸出液中含有多种无机盐，无土栽培营养液是根据植物生活所需
要的无机盐的种类和数量，按照一定的比例配制成的，可以更合理地满足植物对
各种无机盐的需要，从而使植物生长得更快
6．为了探究影响唾液淀粉酶催化作用的因素，科学兴趣小组进行了以下研究：
【实验准备】
可溶性淀粉(0.5%、1.0%、1.5%和2.0%四种浓度)、商用唾液淀粉酶(工作温度50 ℃～75 ℃)、蒸馏水、碘液、试管若干、试管架、10 mL量筒、恒温水浴锅、记号笔等。
【实验步骤】
①每组实验均取2支试管，分别标记为A和B。
②向A试管内加入2 mL相应浓度的淀粉溶液，滴加2滴碘液摇匀；B试管中加入________。
③将2支试管置于相应水温的水浴锅中保温5 min后，将B试管中的物质倒入A试管，并摇匀。
④继续保温并计时，直至蓝色褪尽，将褪色时间记录在表格中。
(1)该实验的原理：①___________________。②商用唾液淀粉酶能催化淀粉分解。
(2)步骤②中向B试管加入_________________________________。
(3)分析表格中的结果，可得出的结论是_____________________________________
______________________________________________________________________________________________。
商用唾液淀粉酶浓度 水浴温度 淀粉溶液浓度
0.5% 1.0% 1.5% 2.0%
2.0% 37 ℃ 124 s 143 s 189 s 196 s
50 ℃ 42 s 75 s 101 s 109 s
75 ℃ 26 s 38 s 43 s 48 s
淀粉遇碘变蓝色
2 mL2.0%商用唾液淀粉酶溶液
商用唾液淀粉酶对淀粉分解的催化作用
与温度、淀粉溶液浓度有关，75 ℃时商用唾液淀粉酶催化分解浓度为0.5%的淀
粉溶液的效果最好
7．酵母菌与人类的关系十分密切，被广泛应用于发面、酿酒等。某科学兴趣小组查阅资料后获知，酵母菌在营养丰富、环境适宜的条件下会发酵产生某种气体，从而使面团变得膨胀松软，如图甲所示。
(1)酵母菌细胞具有细胞核，属于_________细胞。
(2)小组成员设计了如图乙所示实验装置，并按图示进行了A、B、C三组实验，除水浴温度外其余条件均相同，一段时间后比较各组气球膨胀程度。该小组实验探究的目的是____________________________________。
真核
观察水浴温度对酵母菌发酵的影响
(3)实验后观察到A组气球膨胀程度小于B组，C组气球几乎不膨胀。将A组水温逐渐升高至35 ℃，观察到A组气球继续膨胀；将C组水温逐渐降低至35 ℃，C组气球仍几乎不膨胀。请分析C组气球降温后仍不膨胀的原因：___________________
______________________________________。
高温条件下与发酵
有关的酶已经失活，且活性不可恢复

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